DE2822589C2 - Vorrichtung zum Ausgleichen der freien Massenkräfte und -momente zweiter Ordnung an einer Hubkolben-Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleichen der freien Massenkräfte und -momente zweiter Ordnung an einer Hubkolben-Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Vorrichtung ist in der US-PS 35 11 110 dargestellt. Die mit doppelter Kurbelwellendrehzahl angetriebenen Ausgleichswellen sind koaxial übereinander gelagert, wodurch sich aufgrund der hohen Relativdrehzahl ein erhöhter Verschleiß an den Lagern ergeben kann. Da beide Ausgleichswellen stirnseitig hintereinander über einen Zahnradtrieb angetrieben sind, nimmt die Baulänge der Brennkraftmaschine zu. Ferner liegen die Ausgleichselemente der inneren Ausgleichswelle innerhalb der äußeren, hohlen Ausgleichswelle, so daß diese relativ großvolumig ausgeführt sein muß.

Die DE-AS 15 26 472 zeigt einen Massenausgleich für die Massenkräfte erster Ordnung, wie sie ir< besonderem Maße bei Einzylinder-Brennkraftmaschinen auftreten. In üblicher Weise sind dabei Gegengewichte an der Kurbelwelle vorgesehen, die im Zusammenwirken mit außerhalb des Kurbelgehäuses angeordneten, mit Kurbelwellendrehzahl gegensinnig umlaufenden Gegengewichten die Massenkräfte erster Ordnung kompensieren. Zur Anordnung von zwei Ausgleichswellen nach dem Lancaster-Prinzip gibt diese Druckschrift keine Hinweise.

Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäße Vorrichtung derart auszubilden, daß sie möglichst wenig Bauraum erfordert, relativ unkompliziert antreibbar und betriebssicher ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches gelöst. Da die Ausgleichsgewichte der inneren Ausgleichswelle außerhalb des von der äußeren Ausgleichswelle überdeckter. Bereiches liegen, wird für die gesamte Anordnung weniger Bauraum benötigt. Der Antrieb der gattungsgemäßen Vorrichtung ist unter Berücksichtigung der bei einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit anzutreibenden, zahlreichen Zusatzaggregaten einfacher durchzuführen, da nur die innere Ausgleichswelle anzutreiben ist, während die äußere Ausgleichswelle innerhalb des Kurbelgehäuses der Brennkraftmaschine von der inneren Ausgleichswelle angetrieben wird; zudem kann die Baulänge der Brennkraftmaschine geringer gehalten werden. Schließlich kann durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung eine jede AusgleichsweUe für sich gelagert werden, was bei deren sehr hohen, gegensinnig gerichteten Drehzahlen zu einer vermehrten Betriebssicherheit führt

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert Die Zeichnung zeigt in
F i g. 1 eine stirnseitige Ansicht einer Vierzyünder-Viertakt-Reihenbrennkraftmaschine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 einen Schnitt gemäß Linie H-II der F i g. 1. F · g. 1 zeigt schematisch die stirnseitige Ansicht einer Vierzylinder-Viertakt-Reihenbrennkraftmaschine 1 bekannter Bauart deren Nockenwelle 2 über einen Zahnriemen 3 von einer in einem Zylinder-Kurbelgehäuse 4 drehbar gelagerten Kurbelwelle 5 mittels Zahnriemenrädern 6 und 7 angetrieben wird. Ebenfalls über den Zahnriemen 3 angetrieben wird ein Zahnriemenrad 8, welches auf einer inneren Ausgleichswelle 9 (Fig.2) befestigt ist. Auf das zugentlastete Trum des Zahnriemens 3 wirkt ein Spannrad 10, das an die Rückseite des Zahnriemens 3 anläuft und mit dem die erforderliche Zahnriemenspannung einstellbar ist Die Zähnezahlen Z zwischen den Zahnriemenrädern 6, 7 und 8 haben ein Verhältnis Z= 2 :4 :1, wodurch die Nockenwelle 2 mit halber Kurbelwellendrehzahl und die innere Ausgleichswelle 9 mit doppelter Kurbelwellendrehzahl angetrieben wird.

Die innere Ausgleichswelle 9 (siehe Fig.2) ist achsparallel zur Kurbelwelle 5 und etwa in halber Zylinderhöhe des Zylinder-Kurbelgehäuses 4 mit zwei Wälzlagern 11,12 drehbar gelagert Koaxial zur inneren Ausgleichswelle 9 ist eine äußere, hohle Ausgleichswelle

14 angeordnet, die mittels zwei Wälzlagern 15, 16 im Zylinder-Kurbelgehäuse 4 ebenfalls drehbar gelagert ist. Die äußere, hohle Ausgleichswelle 14 ist kürzer als die innere Ausgleichswelle 9 ausgebildet und trägt an ihren Enden auf die freien Massenkräfte und -momente zweiter Ordnung der Brennkraftmaschine abgestimmte Ausgleichsgewichte 17, 18. Die Ausgleichsgewichte 19, 20 der inneren Ausgleichswelle 9 sind außerhalb des durch die äußere, hohle Ausgleichswelle 14 überdeckten Bereiches lösbar mit der Ausgleichswelle 9 verbunden.

Dazu können die Ausgleichsgewichte 19, 20 in nicht gezeigter Weise in der Wellenachse geteilt sein und mittels Schrauben auf der Ausgleichswelle 9 festgeklemmt werden. Die äußere, hohle Ausgleichswelle 14 wird von der inneren Ausgleichswelle 9 durch einen Zahnradtrieb 21 im Verhältnis 1 :1 innerhalb des Zylinder-Kurbelgehäuses 4 in entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben.

Der Zahnradtrieb 21 ist durch ein Planetengetriebe gebildet, welches sich aus einem auf der inneren Ausgleichswelle 9 festsitzenden Zentralrad 22, drei auf einem Planetenradträger 23 drehbar gelagerten, einen Block bildenden Planetenrädern 24, 25 und einen am Kurbelgehäuse 4 befestigten Reaktionsrad 26 zusammengesetzt. In der Zeichnung ist nur ein Block von Planetenrädern 24,25 sichtbar, da die anderen beiden in bekannter Weise über den Umfang des Planetenradträgers 23 verteilt angeordneten Planetenräder außerhalb der Zeichnungs-Schnittebene liegen. Der Planetenradträger 23 ist einstückig mit der hohlen Ausgleichswelle

14 ausgeführt. Das Zentralrad 22 treibt die Planetenräder 24, wodurch sich die mit den Planetenrädern 24 einen Block bildenden Planetenräder 25 auf dem Reaktionsrad 26 in dem Zentralrad 22 entgegengesetz-

ter Drehrichtung abwälzen und dementsprechend den PJanetenradträger 23 bzw. die Ausgleichswelle 14 mitnehmen. Das Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes ist ϊ : 1, so daß die beiden Ausgleiche wellen 9, 11 mit gleicher Drehzahl gegenläufig rotieren.

Obwohl ein Planetengetriebe aufgrund seiner Laufruhe und einfachen Montierbarkeit (keine Einstellarbeiten) bevorzugt ist, kann auch ein anderer Zahnradtrieb 21, beispielsweise ein Kegelradtrieb mit zwei auf den Ausgleichswellen 9, 14 sitzenden Kegelrädern und einem im Kurbelgehäuse 4 drehbar gelagerten Zwischenrad verwendet werden. Die innere Ausgleichswelle 9 kann gegebenenfalls noch zusätzlich auf der dem Wälzlager 11 gegenüberliegenden Seite des Ausgleichsgewichtes 19 und im Bereich des Planetenradträgers 23 gelagert sein. Die Lagerung im Bereich des Planetenradträgers 23 könnte durch eine zwischen der äußeren Ausgleichswelle 14 und der inneren Ausgleichswelle 9 angeordnete Gleitlagerbüchse verwirklicht werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Anwendung des an sich bekannten Lancaster-Ausgleiches mit zwei Ausgleichswellen in einer überraschend kompakten und wenig Bauraum erfordernden ArL Durch den außerhalb des Zylinder-Kurbelgehäuses 4 erfolgenden einfacher. Antrieb der Ausgleichswelle 9 wird der Antrieb und die Anordnung weiterer, für den Betrieb der Brennkraftmaschine wichtiger Aggregate kaum behindert

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Ausgleichen der freien Massenkräfte und -momente zweiter Ordnung an einer Hubkolben-Brennkraftmaschine, mit einem Kurbelgehäuse, mit zwei achsparallel zu einer Kurbelwelle mit doppelter Kurbelwellen-Drehzahl gegenläufig angetriebenen Ausgleichswellen, von denen die eine Ausgleichswelle hohl ausgebildet ist und in koaxialer Anordnung die zweite Ausgleichswelle überdeckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsgewichte (19,20) der inneren Ausgleichswelle (9) außerhalb des von der äußeren, kürzeren Ausgleichswelle (14) überdeckten Bereiches angeordnet sind und daß die äußere Ausgleichswelle (14) mittels eines Zahnradtriebes (21) innerhalb des Kurbelgehäuses (4) von der inneren Ausgleithswelle (9) angetrieben ist.